磁芯成型模具、成型模组及成型方法技术

本发明专利技术公开了磁芯成型模具、成型模组及成型方法，涉及磁芯制造技术领域。本发明专利技术所提供的磁芯成型模具，通过设置能够相对移动的模芯块，磁芯料胚套在所有模芯块外，锥形冲头挤压所有模芯块径向朝外移动，以使得磁芯料胚在模芯块的周向张应力作用下进行周向拉伸外扩成型为磁芯；磁芯成型模具不仅结构简单，易于操作，而且能够有效避免现有拉拔成型后的磁芯带材绕制断带现象，提高产品合格率；芯成型模组通过设置多个上述磁芯成型模具，能够一次性批量成型多个磁芯，使得同一批次的磁芯性能能够保持一致性，且能够提高磁芯生产效率；采用上述磁芯成型模具的成型方法，能制得具有线性磁滞回线的纳米晶合金磁芯，且过程简单、易于操作。作。作。

【技术实现步骤摘要】
磁芯成型模具、成型模组及成型方法


[0001]本专利技术涉及磁芯制造
，尤其涉及一种磁芯成型模具、成型模组及成型方法。

技术介绍

[0002]在现代电力电子
，交流电流、电压和电能的计量通常采用互感器进行测量，互感器中的核心部件是磁芯，其性能直接决定互感器的测量精度。在测量无直流分量的正弦波电流时，通常采用高磁导率的软磁材料制造磁芯，以提高测量的精度。非晶和纳米晶合金具有优异的软磁性能，尤其是纳米晶合金同时具有高饱和磁感应强度、高磁导率和低损耗，已被广泛用于测量无直流分量互感器的磁芯。然而，在测量含有直流分量的正弦波电流时，为避免直流分量导致纳米晶合金磁芯磁化饱和，需要具有线性磁滞回线特性的磁芯，以实现抗直流功能，同时磁芯需要具有低的剩余磁极化强度和小的矫顽力，以减小测量误差。
[0003]现有技术中，为成型具有线性磁滞回线特性的纳米晶合金磁芯，一般采用的成型方式是管式炉中进行单条带材的拉拔和晶化热处理。美国专利US20120262266、US20150255203和US20160329140都公开了采用拉拔方法，进行制备抗直流互感器用纳米金合金磁芯的制造方法和过程。该方法制备的纳米晶合金磁芯具有优异的性能，例如纳米晶合金磁芯具有线性磁滞回线，其非线性度＜3％；磁芯的相对磁导率可通过施加张应力的大小进行调整，可在最佳范围1000
‑
3500之间调整；磁芯剩磁比Jr/Js＜0.1、矫顽力Hc与各向异性场Hk之比Hc/Hk＜0.1。但是由于该制备法制备成型纳米晶带材是采用单条拉拔方式成型，这对拉拔前淬态带材的均匀性要求很好，因为淬态带材的横向尺寸公差和纵向尺寸公差均影响带材拉拔过程中应力的均匀性，有可能导致性能波动，甚至断带；而且磁芯的制备是采用单条拉拔并热处理后的带材卷绕磁芯，生产效率非常低，一方面是由于单条拉拔带材的拉拔速度很慢，且拉拔过程中的张力和温度不易控制，制作工艺和设备都很复杂，另一方面是拉拔、晶化后的带材容易发生脆化，用脆化后的带材卷绕成环形的磁芯，断带严重，也导致生产效率低。

技术实现思路

[0004]为了克服上述现有技术所述的至少一种缺陷，本专利技术第一目的在于提供一种磁芯成型模具，其不仅结构简单，易于操作，且能够避免现有拉拔成型后的磁芯带材绕制断带，提高产品合格率和生产效率。
[0005]本专利技术为达到上述目的所采用的技术方案是：
[0006]一种磁芯成型模具，包括：锥形冲头和模芯组件，模芯组件位于由带材绕制成的的磁芯料胚的中部空腔内，模芯组件包括至少两块能够相对移动的模芯块，所有模芯块之间设有与锥形冲头配合的冲孔，锥形冲头插入冲孔且能够在其内移动，外力作用下，锥形冲头相对冲孔移动能够挤压所有模芯块径向朝外移动，以使得磁芯料胚在模芯块的周向张应力
作用下进行周向拉伸外扩成型为磁芯。
[0007]本专利技术所提供的磁芯成型模具，通过设置至少两块能够相对移动的模芯块，并在磁芯料胚套在所有模芯块外，在外力作用下，锥形冲头能够相对冲孔移动，例如锥形冲头下移，锥形冲头能够挤压所有模芯块径向朝外移动，以使得磁芯料胚在模芯块的周向张应力作用下进行周向拉伸外扩成型为磁芯；不仅结构简单，易于操作，而且由于该磁芯成型模具在冲胀成型前无需对带材进行热处理，能够有效避免现有拉拔成型后的磁芯带材绕制断带现象，提高产品合格率和生产效率，另外，模芯组件由至少两块能够相对移动的模芯块组成，使得该磁芯成型模具能够根据不同尺寸磁芯的要求，通过调整相应的模芯块数量或者调整锥形冲头相对冲孔的移动距离来实现，增强该磁芯成型模具的适用范围。
[0008]优先的，所述磁芯料胚为环形，磁芯料胚的内环面紧贴模芯组件的外周面。
[0009]优先的，所述模芯块为弧形块，每个所述模芯块的外圆弧面都与所述磁芯料胚的内环面贴合。
[0010]优先的，所有模芯块的外弧面的弧度都相等，且所有模芯块的外弧面的弧度之和为360度，所述所有模芯块的内弧面组成所述冲孔。
[0011]优先的，所述模芯块的高度不小于所述所述磁芯料胚的高度，且所述磁芯料胚的两端面都不能伸出所述模芯块的端面。
[0012]优先的，所述磁芯成型模具包括砧模板，所述模芯组件安装于所述砧模板且能够相对其移动，所述砧模板设有避空槽，所述模芯组件的冲孔对应所述避空槽，锥形冲头下移后，其端部能够插入所述避空槽。
[0013]优先的，所述带材为非晶合金薄带材。
[0014]优先的，所述带材绕制成磁芯料胚后，所述带材的两端分别焊接在所述磁芯料胚的内腔面和外腔面。
[0015]基于同一专利技术构思，本专利技术的第二目的在于提供一种生产效率高、批量磁芯性能一致性好的磁芯成型模组。
[0016]本专利技术为达到上述目的所采用的技术方案是：磁芯成型模组包括上模板和多个上述所述的磁芯成型模具，每个模芯组件外都套设有所述磁芯料胚，上模板的底面设有多个定位槽，多个锥形冲头的上端插入对应定位槽中实现定位，外力下压上模板，上模板推动所有锥形冲头同时下移挤压对应的模芯块径向朝外移动，进而一次性成型多个磁芯。
[0017]本专利技术所提供的磁芯成型模组，能够一次性批量成型多个磁芯，不仅使得同一批次的磁芯性能一致，且能够显著提高磁芯生产效率，节约生产成本。
[0018]优先的，所有模芯组件都滑动设于所述砧模板上，所述砧模板设有多个所述避空槽，各个模芯组件的冲孔分别对应相应的避空槽，锥形冲头下移后，其端部能够插入对应的避空槽中。
[0019]基于同一专利技术构思，本专利技术的第三目的在于提供一种磁芯成型方法，该方法能够获得具有线性磁滞回线的纳米晶合金磁芯。
[0020]本专利技术为达到上述目的所采用的技术方案是：
[0021]磁芯成型方法，包括：
[0022]步骤1，将非晶合金带材绕制成具有中部空腔的磁芯料胚；
[0023]步骤2，将磁芯料胚套在如权利要求1
‑
8任一项所述磁芯成型模具中的模芯组件
外；
[0024]步骤3，对装好磁芯料胚的磁芯成型模具进行加热，并将磁芯料胚加热到非晶合金带材的过冷液相区温度范围内后，对磁芯成型模具中的锥形冲头施加预设恒定外力，锥形冲头在冲孔内下移并挤压所有模芯块径向朝外移动，以使得磁芯料胚在模芯块的周向张应力作用下进行周向拉伸外扩；
[0025]步骤4，继续加热磁芯料胚到非晶合金带材的晶化温度及以上，以使得磁芯料胚在周向外扩张应力的作用下感生出与周向垂直的面内横向各向异性以晶化成纳米合金，进而制成具有线性磁滞回线的纳米晶合金磁芯。
[0026]本专利技术所提供的磁芯成型方法，
[0027]优选的，在步骤2中，将装好磁芯料胚的磁芯成型模具放入热压炉中进行加热，且需对热压炉进行抽真空后充入氮气至常压。
[0028]优选的，在步骤3和步骤4中，加热磁芯料胚均是以预设的恒定加温速率进行均匀加热升温。
[0029]优选的，在步骤3和步骤4中，对磁芯料胚加热到过冷液相区温度范围内或晶化温度后，都需要保温预设时本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.磁芯成型模具，其特征在于，包括锥形冲头和模芯组件，模芯组件位于由带材绕制成的磁芯料胚的中部空腔内，模芯组件包括至少两块能够相对移动的模芯块，所有模芯块之间设有与锥形冲头配合的冲孔，锥形冲头插入冲孔且能够在其内移动，外力作用下，锥形冲头相对冲孔移动能够挤压所有模芯块径向朝外移动，以使得磁芯料胚在模芯块的周向张应力作用下进行周向拉伸外扩成型为磁芯。2.根据权利要求1所述的磁芯成型模具，其特征在于，所述磁芯料胚为环形，磁芯料胚的内环面紧贴模芯组件的外周面。3.根据权利要求2所述的磁芯成型模具，其特征在于，所述模芯块为弧形块，每个所述模芯块的外圆弧面都与所述磁芯料胚的内环面贴合。4.根据权利要求3所述的磁芯成型模具，其特征在于，所有模芯块的外弧面的弧度都相等，且所有模芯块的外弧面的弧度之和为360度，所述所有模芯块的内弧面组成所述冲孔。5.根据权利要求1
‑
4任一项所述的磁芯成型模具，其特征在于，所述模芯块的高度不小于所述所述磁芯料胚的高度，且所述磁芯料胚的两端面都不能伸出所述模芯块的端面。6.根据权利要求1
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4任一项所述的磁芯成型模具，其特征在于，所述磁芯成型模具包括砧模板，所述模芯组件安装于所述砧模板且能够相对其移动，所述砧模板设有避空槽，所述模芯组件的冲孔对应所述避空槽，锥形冲头下移后，其端部能够插入所述避空槽。7.根据权利要求1
‑
4任一项所述的磁芯成型模具，其特征在于，所述带材为非晶合金薄带材。8.根据权利要求1
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4任一项所述的磁芯成型模具，其特征在于，所述带材绕制成磁芯料胚后，所述带材的两端分别焊接在所述磁芯料胚的内腔面和外腔面。9.磁芯成型模组，其特征在于，包括上模板和多个如权利要求1
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【专利技术属性】
技术研发人员：韩飞飞，孙健，
申请(专利权)人：青县择明朗熙电子器件有限公司，
类型：发明
国别省市：